全球约45%的土地为干旱区，认识干旱区干湿状态的自然变化、揭示干旱区干湿状况对不同外强迫的响应机制具有重要的科学意义。本文采用TraCE-21ka瞬变试验数据，基于降水与潜在蒸散量之比所定义的干湿指数（AI）、土壤湿度和径流三个指标，研究了过去两万余年干旱区干旱强度的动态演化特征，并结合单强迫试验分析不同外强迫因子驱动的变化过程。平均而言，全球干旱区在过去21 ka经历了两个阶段的轨道尺度干旱化过程。第一阶段发生在全新世之前，大陆冰盖融化促使降水减少，温室气体浓度增加导致PET增加，因而气候逐渐变干。第二阶段发生在早全新世之后，干旱区随着北半球高纬日照量的减少而愈发干燥；在此期间，降水变化起主导作用，PET影响较小。与轨道尺度冷期不同，在千年尺度冷事件期间，气候偏干，变化主因为降水减少。区域尺度上，干旱区干湿变化有明显的地域差异，据此可将全球干旱区分为北半球中纬度、北半球副热带，热带和南半球副热带干旱区四类，这些地区干湿变化的主导因子、对相同强迫的响应形式各不相同。土壤湿度、径流和AI指示的干湿变化趋势一致；且三者对单独外强迫响应的空间分布一致，空间相关系数均能通过95%置信度的统计检验。此外，模拟结果与重建记录在多数地区定性一致。
以上工作由我院刘珊珊博士与大气物理研究所合作完成，相关成果发表在第四纪权威期刊《Quaternary Science Reviews》。
相关文献：
Liu S, Lang X, Jiang D. Time-varying responses of dryland aridity to external forcings over the last 21 ka. Quaternary Science Reviews, 2021, 262: 106989, https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106989.
图1 模拟与代用资料知识的干湿变化。